【综述专栏】王田苗：智能机器人研究现状及发展趋势思考与建议

Original 好文别错过☞ 机器智能研究MIR 2022-05-21

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IJAC综述专栏

4月，IJAC发表了来自北航王田苗教授团队的综述: Current Researches and Future Development Trend of Intelligent Robot: A Review。文章结合作者在智能机器人领域的相关工作，分析国内外智能机器人的发展研究的基础上，就目前人机协作、无人驾驶技术、情感识别、脑机接口技术、仿生软体机器人和云平台、大数据网络等关键及前沿技术的研究作简要的综述，概要展望了其发展趋势并提出关于我国智能机器人发展的思考与建议。

Current Researches and Future Development Trend of Intelligent Robot: A Review

Tian-Miao Wang, Yong Tao, Hui Liu

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https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1115-1

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文章节选

智能机器人概述

2015年，被誉为智能机器人元年。随着人工智能时代开启，机器人技术(Robotics Technology)、信息技术(Information Technology)、通信技术(Communication Technology)、人工智能(Artificial Intelligence)进一步融合，历经电气时代、数字时代，机器人将进入智能时代。

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技术上，机器人技术从控制器、伺服电机、减速器等传统的工业技术向计算机视觉视觉、自然语言处理、深度学习等人工智能技术演进；应用上，机器人应用从工业用户向商用、家庭、个人等领域逐步推广，将更加深入的融入人类社会；人机关系上，人类和机器人由相互隔离、互不干预发展到充分的人机协作、交互融合。

国际标准化组织对机器人的定义为：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成”。

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智能机器人则是传统机器人的基础上在感知、决策、效应等方面全面提升并在行为、情感和思维上模拟人的机器系统。它们具有相当发达的“大脑”，即可以听从人类的指令，按照程序运行完成任务，又可以与人友好的交互，并在交互过程中不断学习和改进。

这种具有高智能的机器人极大的扩展了它们的应用领域，勾起了人们的无限遐想与兴趣。它们是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究他们相互之间的关系；还可以代替人类从事危险、有害和繁重重复的工作，甚至是上天下海、高精度作业等人类难以胜任的工作，在未来人类的社会生活与生产中扮演重要角色。

智能机器人的分类

从应用环境的角度划分，机器人分为工业机器人(industry robot)和服务机器人(service robot)两大类。

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工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力实现各种功能的一种机器，它接受人类指令后，将按照设定的程序执行运动路径和作业，包括焊接、喷涂、组装、采集和放置(例如包装和码垛等)、产品检测和测试等。

根据国际机器人联合会(International Federation of Robotics,IFR)的定义，服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人(不包括从事生产的设备)，它能完成有益于人类的服务工作。

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服务机器人又可分为两类：专用服务机器人(professional service robot)和家用服务机器人(domestic use robot)。其中，专用服务机器人是在特殊环境下作业的机器人，如水下作业机器人、空间探测机器人、抢险救援机器人、反恐防爆机器人、军用机器人、农业机器人、医疗机器人及其他特殊用途机器人；家用服务机器人是服务于人的机器人，如助老助残机器人、康复机器人、清洁机器人、护理机器人、教育娱乐机器人等。

智能机器人的意义及前景

习近平总书记提到“机器人是‘制造业皇冠顶端的明珠’，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。”在由工业和信息化部、发展改革委和财政部三部委联合印发的《机器人产业发展规划(2016－2020年)》中，将智能机器人的发展应用作为重要的发展目标和主要任务，并提出“新一代机器人技术取得突破，智能机器人实现创新应用；推进工业机器人向中高端迈进；促进服务机器人向更广领域发展。”

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智能机器人技术是多学科交叉与融合的结晶。大数据、人工智能和传感器技术的日渐成熟，推动机器人逐步完成由传统的工业机器人到具有感知、分析、学习和决策能力的智能机器人的转变，智能机器人可以处理大量的信息，完成更加复杂的任务，在工业、农业、交通、医疗、教育、娱乐上将发挥越来越重要的作用。

在我国劳动力成本快速上涨，人口红利逐渐消失，生产方式向柔性、智能、精细转变，构建以智能制造为核心的新型制造体系迫在眉睫，对具有更高智能化的工业机器人的需求将呈现井喷式增长。

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另一方面，我国正在步入老龄化社会，社会服务成本增加，随之出现的助老陪护，医疗健康服务的需求也十分旺盛，智能服务机器人的发展与推广将会在很大程度上的填补专业服务人员的缺失，便利人们的生活。此外，未知探索和公共安全将持续在智能机器人的开发应用上进行大量投入，让机器人可以代替人类完成恶劣环境下的高风险任务。

综上，智能机器人产业的发展前景十分广阔，市场潜力巨大，智能机器人的应用推广，将极大地解放社会劳动力，更加高效和便捷地完成繁重的重复性工作、基础服务性工作和高风险工作。在为社会创造巨大经济效益的同时，也有效的改善了民生问题。将智能机器人技术作为战略意义上的高科技，重点发展和大力推广是十分重要的。

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随着“无处不在的计算”时代的到来，我们已经进入一个崭新的智能机器时代，未来几年内，人工智能和机器人给世界带来的影响将远远超过个人计算机和互联网在过去30年间已经对世界造成的变革。现在正是大力发展智能机器人的最佳时机，机器人向智能化方向演进，将成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点，从而影响全球制造业格局。

我国作为全球最大的机器人市场需要审时度势，抓紧布局，集合优势资源，突破关键技术壁垒，抢占技术和市场的制高点，实现高技术竞争的弯道超车，这对国家来说，是机遇也是挑战。

全文结构

1.引言

1.1智能机器人概述及分类

1.2世界各国智能机器人发展计划

1.3智能机器人的意义及前景

2.国内外智能机器人现状分析

2.1国内外智能机器人的产业发展现状

2.2国内外智能机器人的技术研究现状

3.智能机器人关键及前沿技术

3.1智能机器人关键技术

3.2智能机器人创新前沿技术

4. 智能机器人未来展望与思考

5. 结论

全文信息

Current Researches and Future Development Trend of Intelligent Robot: A Review

Tian-Miao Wang, Yong Tao, Hui Liu

摘要：

With the advancing of industrialization and the advent of the information age, intelligent robots play an increasingly important role in intelligent manufacturing, intelligent transportation system, Internet of things, medical health and intelligent services. Based on working experiences and reviews on intelligent robot studies both in China and abroad, the authors summarized researches on key and leading technologies related to human-robot collaboration, driverless technology, emotion recognition, brain-computer interface, bionic software robot and cloud platform, big data network, etc. The development trend of intelligent robot was discussed, and reflections on and suggestions to intelligent robot development in China were proposed. The review is not only meant to overview leading technologies of intelligent robot all over the world, but also provide related theories, methods and technical guidance to the technological and industrial development of intelligent robot in China.

关键词：

Intelligent robot, human-robot collaboration, driverless technology, emotion recognition, brain-computer interface, big data network.

限时免费下载(5-7月)：

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1115-1

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